(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＱ信号発生器を実施するためのシステムであって、
クロック入力信号に応答してＩ信号を発生するマスターラッチと、
反転クロック入力信号に応答してＱ信号を発生するスレーブラッチと、
前記マスターラッチから前記スレーブラッチへの通信経路を形成するように構成されたマスターセレクタと、
前記スレーブラッチから前記マスターラッチへのフィードバック経路を形成するように構成されたスレーブセレクタと、
を含み、
前記Ｉ信号は、介在電子回路なしに前記マスターラッチから直接出力され、前記Ｑ信号は、該介在電子回路なしに前記スレーブラッチから直接出力される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記マスターラッチは、前記クロック入力信号に応答してマスターラッチ出力から前記Ｉ信号を発生することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記スレーブラッチは、前記反転クロック入力信号に応答してスレーブラッチ出力から前記Ｑ信号を発生することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記マスターセレクタは、スワップ信号に応答して前記マスターラッチ出力又は反転マスターラッチ出力のいずれかからマスターセレクタ出力を発生し、該マスターセレクタ出力は、前記スレーブラッチのスレーブデータ入力に供給されることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記スレーブセレクタは、反転スワップ信号に応答して前記スレーブラッチ出力又は反転スレーブラッチ出力いずれかからスレーブセレクタ出力を発生し、該スレーブセレクタ出力は、前記マスターラッチのマスターデータ入力に供給されることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＩＱ信号発生器は、前記クロック入力信号の入力周波数の半分である出力周波数で前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号を発生する１／２分周デバイスとして構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＩＱ信号発生器は、９０度の位相分離を有する前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ＩＱ信号発生器は、前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号を、伝送された入力信号を該Ｉ信号及び該Ｑ信号を利用して復調する混合器デバイスを含む単側波帯無線周波受信機に直交信号として供給することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記ＩＱ信号発生器は、スワップ信号を利用してＩＱスワップ機能を有効又は無効にし、該ＩＱスワップ機能が無効にされている場合には、前記Ｉ信号は、前記Ｑ信号に対して９０度進み、該ＩＱスワップ機能が有効にされている場合には、該Ｑ信号は、該Ｉ信号に対して９０度進むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ＩＱスワップ機能は、単側波帯無線周波受信機が、前記Ｑ信号に対する前記Ｉ信号の位相関係に応じて上側波帯モード又は下側波帯モードのいずれかから選択することを可能とすることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記マスターラッチ及び前記スレーブラッチは、Ｄラッチとして実施され、前記マスターセレクタ及び前記スレーブセレクタは、マルチプレクサデバイスとして実施されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記マスターセレクタ及び前記スレーブセレクタは、排他的ＮＯＲデバイスとして実施されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ＩＱ信号発生器は、相補トランジスタ対を利用して相補入力信号を受信する差動論理回路によって実施されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記相補トランジスタ対は、データ対、反転データ対、ラッチ対、スワップ対、及びクロック対を含み、前記相補入力信号は、相補データ信号、スワップ信号、及びクロック信号を含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記相補トランジスタ対は、データ対、反転データ対、ラッチ対、クロック対、及び反転クロック対を含み、前記相補入力信号は、相補データ信号及びクロック信号を含み、前記ＩＱ信号発生器は、ＶＢＩＡＳ入力信号を利用してスワップ電流源及び反転スワップ電流源を制御することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記相補トランジスタ対は、データ対、ラッチ対、及びクロック対を含み、前記相補入力信号は、相補データ信号、クロック信号、及びスワップ信号を含み、前記ＩＱ信号発生器は、２つのカスケード出力トランジスタ対を利用してラッチ出力信号を選択することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記マスターラッチは、マスタークロック入力において前記クロック入力信号を受信し、前記スレーブラッチは、スレーブクロック入力において前記反転クロック入力信号を受信し、該マスターラッチのマスター出力は、前記Ｉ信号として直接出力され、前記マスターセレクタの第１のマスターセレクタ入力にも又供給され、該マスターラッチの反転マスター出力は、該マスターセレクタの第２のマスターセレクタ入力に供給され、マスターセレクタ出力が、該スレーブラッチのスレーブデータ入力に供給されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記スレーブラッチのスレーブ出力は、前記Ｑ信号として直接出力され、前記スレーブセレクタの第１のスレーブセレクタ入力にも又供給され、該スレーブラッチの反転スレーブ出力は、該スレーブセレクタの第２のスレーブセレクタ入力に供給され、スレーブセレクタ出力が、フィードバックループを通じて前記マスターラッチのマスターデータ入力に供給され、前記マスターセレクタは、マスターセレクタスワップ入力においてスワップ信号を受信し、該スレーブセレクタは、スレーブセレクタスワップ入力において反転スワップ信号を受信することを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
ＩＱ信号発生器を実施するための方法であって、
クロック入力信号に応答してマスターラッチによってＩ信号を発生させる段階と、
反転クロック入力信号に応答してスレーブラッチによってＱ信号を発生させる段階と、  前記マスターラッチから前記スレーブラッチへの通信経路を形成するようにマスターセレクタを構成する段階と、
前記スレーブラッチから前記マスターラッチへのフィードバック経路を形成するようにスレーブセレクタを構成する段階と、
前記Ｉ信号を介在電子回路なしに前記マスターラッチから直接出力する段階と、
前記Ｑ信号を前記介在電子回路なしに前記スレーブラッチから直接出力する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
ＩＱ信号発生器を実施するためのシステムであって、
クロック入力信号に応答してマスターラッチ出力からＩ信号を発生するマスターラッチと、
反転クロック入力信号に応答してスレーブラッチ出力からＱ信号を発生するスレーブラッチと、
前記スレーブラッチのスレーブデータ入力に供給されるマスターセレクタ出力を、スワップ信号に応答して前記マスターラッチ出力又は反転マスターラッチ出力のいずれかから発生するマスターセレクタと、
前記マスターラッチのマスターデータ入力に供給されるスレーブセレクタ出力を、反転スワップ信号に応答して前記スレーブラッチ出力又は反転スレーブラッチ出力のいずれかから発生するスレーブセレクタと、
を含み、
前記Ｉ信号は、介在電子回路なしに前記マスターラッチ出力から直接出力され、前記Ｑ信号は、前記介在電子回路なしに前記スレーブラッチ出力から直接出力される、
ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に電子情報を転送するための技術に関連し、より詳細には、ＩＱ信号発生器に対してスワップ機能を実施するためのシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子情報を転送するための有効な方法を実施することは、現代の電子システムの設計者及び製造業者にとって重要な考慮事項である。しかし、効果的にデータを転送するシステムを実施することは、システム設計者に対して相当の困難を発生させる。例えば、システム機能及び性能を増大させる要求の高まりは、より多くのシステム処理電力を必要とし、追加的なハードウエアリソースを必要とする場合がある。処理量及びハードウエア要件の増加はまた、増加する生産コスト及び運用非効率性により相応の有害な経済的影響を生じるであろう。
【０００３】
更に、様々な高度な転送作動を実行するためのシステム機能強化は、システムユーザに付加的な利益を提供することができるが、様々なシステム構成要素の制御及び管理に対する要求を増加させる恐れもある。例えば、無線によりデジタル画像データを転送する高度な電子システムは、関連のデジタルデータの量が多くかつ複雑であることから、効果的な実施によって利益を受けると考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
システムリソースへの要求の増加及びデータ規模の著しい増加のために、データ転送システムを実施しかつ利用するための新技術を開発することは、関連する電子技術に関する重要な課題であることが明らかである。従って、上述の全ての理由により、電子情報を転送するための有効システムを開発することは、依然として現代の電子システムの設計者、製造業者、及びユーザに対して重要な考慮事項である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明により、ＩＱ信号発生器のためのスワップ機能を実施するためのシステム及び方法を開示する。一実施形態によれば、ＩＱ信号発生器は、クロック入力信号に応答してＩ信号を発生するマスターラッチ及び反転クロック入力信号に応答してＱ信号を発生するスレーブラッチを含む。マスターセレクタが、マスターラッチからスレーブラッチへの通信経路を形成するように構成され、スレーブセレクタが、スレーブラッチからマスターラッチへのフィードバック経路を形成するように構成される。
【０００６】
一実施形態では、マスターラッチは、マスタークロック入力においてクロック入力信号を受信し、スレーブラッチは、スレーブクロック入力において反転クロック入力信号を受信する。マスターラッチのマスター出力は、Ｉ信号として直接出力され、マスター出力はまた、マスターセレクタの第１のマスターセレクタ入力に供給される。マスターラッチの反転マスター出力は、マスターセレクタの第２のマスターセレクタ入力に供給され、マスターラッチ出力は、スレーブラッチのスレーブデータ入力に供給される。スレーブラッチのスレーブ出力は、Ｑ信号として直接出力され、スレーブ出力はまた、スレーブセレクタの第１のスレーブセレクタ入力に供給される。スレーブラッチの反転スレーブ出力は、スレーブセレクタの第２のスレーブセレクタ入力に供給され、スレーブラッチ出力は、フィードバックループを通じてマスターラッチのマスターデータ入力に供給される。
【０００７】
一実施形態では、マスターセレクタは、マスターセレクタスワップ入力においてスワップ信号を受信し、スレーブセレクタは、スレーブセレクタスワップ入力において反転スワップ信号を受信する。マスター及びスレーブセレクタは、スワップ信号が活動化(activate)又は非活動化(deactivate)されたかに応じて第１のセレクタ入力又は第２のセレクタ入力のいずれかから選択される対応するセレクタ出力を発生するマルチプレクサとして機能する。しかしながら、スワップ信号は、スレーブセレクタに対して反転されているので、スレーブセレクタは、マスターセレクタに対して反対の（反転した）セレクタ入力を選択する。
【０００８】
スワップ信号が無効にされると、Ｉ信号は、Ｑ信号に対して９０度進む。マスター出力は、スレーブデータ入力に供給され、かつ反転スレーブ出力は、マスターデータ入力にループで戻される。逆に、スワップ信号が有効にされると、Ｉ信号は、Ｑ信号に対して９０度遅れる。反転マスター出力は、スレーブデータ入力に供給され、かつスレーブ出力は、マスターデータ入力にループで戻される。従って、マスターセレクタは、マスターラッチとスレーブラッチの間の通信経路に挿入され、スレーブセレクタは、スレーブラッチとマスターラッチの間のフィードバックループに挿入される。
【０００９】
更に、マスターラッチは、マスターセレクタ又は介在するいかなる他の回路もなしに外部の混合器デバイスに直接Ｉ信号を供給する。同様に、スレーブラッチは、スレーブセレクタ又は介在するいかなる他の回路もなしに外部の混合器に直接Ｑ信号を供給する。従って、少なくとも以上の理由により、本発明は、ＩＱ信号発生器に対するスワップ機能を実施するための改良されたシステム及び方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
関連出願への相互参照
本出願は、２００７年７月２日出願の「自己タイミング再設定(Self Retimed)ＩＱスワップ機能を有する１／２分周(Divide By 2)信号発生器」という名称の米国特許仮出願第６０／９５８、２２４号の優先権を主張する。この関連出願は、自己の出願であり、本明細書において引用により組み込まれている。
【００１１】
本発明は、データ伝送システムの改良に関する。以下の説明は、当業者が本発明を作成し、使用することを可能にするように示されており、特許出願及びその要件の文脈において提供する。開示した実施形態に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかになるであろうし、本明細書の包括的な原理は、他の実施形態に適用することができる。従って、本発明は、図示の実施形態に限定するように意図したものではなく、本明細書に説明した原理及び特徴に矛盾しない最大の範囲が与えられるものとする。
【００１２】
本発明は、クロック入力信号に応答してＩ信号を発生するマスターラッチ及び反転クロック入力信号に応答してＱ信号を発生するスレーブラッチを含む、ＩＱ信号発生器を実施するためのシステム及び方法として本明細書に説明される。マスターセレクタは、マスターラッチからスレーブラッチへの通信経路を形成するように構成され、スレーブセレクタは、スレーブラッチからマスターラッチへのフィードバック経路を形成するように構成される。上述のＩ及びＱ信号は、それぞれマスター及びスレーブラッチからいかなる介在電子回路もなしに直接出力される。
【００１３】
ここで図１を参照すると、本発明の一実施形態によるデータ伝送システム１１０のブロック図が示されている。図１の実施形態では、データ伝送システム１１０は、送信機１１４及び受信機１２２を含むがこれらに限定されない。代替実施形態では、データ伝送システム１１０は、図１の実施形態に関連して説明するこれらの構成要素及び構成のあるものに加えて又はその代わりの構成要素及び構成を使用して実施することができる。
【００１４】
データ伝送システム１１０の図１の実施形態では、送信機１１４は、データ変調器１２６を利用して、初期データ１１６を任意の適切なデータ源から受信する。次に、データ変調器１２６は、搬送波１３０を使用して初期データ１１６を変調する。ドライバ１３４は、変調された初期データ１１６を伝送データ１１８として任意の適切な種類の伝送チャンネル上に出力する。次に、データ伝送システム１１０の受信機１２２は、伝送データ１１８を受信しかつ処理して、それによって最終データ１３８を任意の適切なデータ送信先へ供給することができる。更に、受信機１２２の実施及び利用に関する更なる詳細は、図２から図１３に関連して以下に説明する。
【００１５】
ここで図２を参照すると、本発明による図１の受信機１２２の一実施形態に関するブロック図が示されている。図２の実施形態では、受信機１２２は、ＩＱ信号発生器２２２及び混合器２３０を含むことができるが、これらに限定されない。代替実施形態では、受信機１２２は、図２の実施形態に関連して説明されるこれらの構成要素及び構成のあるものに加えて又はその代わりの構成要素及び構成を使用して実施することができる。様々な実施形態では、受信機１２２は、テレビのチューナ、携帯電話のような任意の他の適切な種類の電子装置として実施することができる。
【００１６】
ＩＱ信号発生器は、単一のクロック源から同相（Ｉ）信号及び直交（Ｑ）信号を含む直交信号を発生させるために多くの用途で幅広く使用される。例えば、「単側波帯変調（ＳＳＢ）」を使用した典型的な通信システムにおいては、元信号の２つのバージョン（互いに対して９０度位相を異にする）が、同じく互いに対して９０度位相が異なる搬送波と混合される。混合された生成物を加算又は減算することにより、上側波帯又は下側波帯変調信号が生じる。９０度の位相シフトの精度は、混合器２３０の効率及び出力信号内の不要な疑似信号の最小化にとって重要である。Ｉ及びＱ信号をスワップする機能は、受信機１２２を上側波帯変調方式又は下側波帯変調方式のいずれに対しても柔軟に構成することを可能にする。
【００１７】
図２の実施形態では、伝送データ１１８は、あらゆる望ましいデータ源から受信することができ、かつ任意の適切なデータフォーマットに符号化することができる。例えば、一実施形態では、伝送データ１１８は、データ伝送システム１１０（図１）の送信機１１４から受信することができる。図２の実施形態では、ＩＱ信号発生器２２２は、クロック信号２１８を受信し、これに応答して、混合器２３０に供給されるＩ信号２６６及びＱ信号２８８を含む直交信号を発生する。これらの直交信号（Ｉ及びＱ）は、同一又は類似の波形（通常、クロック周波数の半分でクロック２１８から導かれる）で実施することが好ましい。しかし、直交信号は、互いに対して公称９０度位相が異なる。次に、混合器２３０は、最終データ１３８を生成するために、直交信号を利用して、伝送データ１１８を復調する。ある実施形態では、受信機１２２は、所定の時点で一方の側波帯（上方又は下方）のみを利用する単側波帯受信機として実施することができる。
【００１８】
本発明によれば、スワップ信号は、任意の適切な方法で（例えば、外部プロセッサから）供給され、Ｉ信号２６６及びＱ信号２８８の相対的位相関係を反転するスワップ機能を実行することができる。Ｉ信号２６６がＱ信号２８８よりも進んでいるか又は遅れているかに応じて、受信機１２２は、上側波帯モード又は下側波帯モードのいずれかで作動する。更に、位相差が正確に９０度ではないいかなるＩＱ位相不整合も、通常、選択されていない側波帯の不要な発生を生じる。ＩＱ信号発生器の実施及び利用に関する追加的な詳細を更に図３から１３に関連して以下に説明する。
【００１９】
ここで図３を参照すると、基本的ＩＱ信号発生器３１０の一実施形態の概略図が示されている。図３の図は、例示の目的で示されており、代替実施形態では、ＩＱ信号発生器は、図３の実施形態に関連して説明されるこれらの構成要素及び機能のあるものに加えて又はその代わりの構成要素及び機能を使用して実施することができる。
【００２０】
図３の実施形態は、クロック源（ＣＬＫ）２１８及びマスター−スレーブ・フリップフロップ（ＦＦ）を含むＩＱ信号発生器３１０を示している。図３の実施形態では、マスター−スレーブＦＦは、あらゆる有効な態様で実施することができるマスターラッチ３２２及びスレーブラッチ３４４を含む。例えば、一実施形態では、マスターラッチ３２２及びスレーブラッチ３４４は、エッジトリガ型マスター−スレーブＦＦを生成するために組み合わせて作動するレベルトリガ型Ｄラッチとしてそれぞれ実施することができる。マスター及びスレーブラッチは、それぞれ、ラッチ入力Ｄ、クロック入力Ｃ、非反転ラッチ出力Ｑ、及び反転ラッチ出力ＱＢを有する。ラッチ入力Ｄ上のデータは、ラッチクロック入力Ｃの正のレベルにおいてラッチ出力Ｑに送られ、かつラッチ出力ＱＢにおいて反転される。
【００２１】
図３の実施形態では、マスターラッチ３２２及びスレーブラッチ３４４は、スレーブラッチクロック入力Ｃ２上のインバータのためにクロック２１８の逆相にラッチされる。通常、スレーブ出力ＱＢ２は、マスター入力Ｄ１にフィードバックされて１／２分周(divide-by-2)機能を生じる。図３の実施形態では、インバータ３４８は、マスター出力Ｑ１に付加されており、インバータ３５２及び３５６は、マスター／スレーブＱ及びＱＢ負荷を整合させるためにスレーブ出力Ｑ２に付加されている。１／２分周機能は、マスター出力Ｑからマスター入力Ｄへの全体的な反転により依然として実現される。更に、ＩＱ信号発生器３１０の実施及び利用に関する更なる詳細を図４に関連して以下に説明する。
【００２２】
ここで図４を参照すると、図３のＩＱ信号発生器３１０のある機能を例示する例示的タイミング図表が示されている。図４の図は、例示の目的で示されている。代替実施形態では、ＩＱ信号発生器は、図４の実施形態に関連して説明されるこれらの波形、タイミング関係、及び機能性のあるものに加えて又はその代わりの波形、タイミング関係、及び機能性を容易に利用することができる。
【００２３】
図４の実施形態では、Ｉ信号２６６及びＱ信号２８８は、クロック信号（ＣＬＫ）２１８の半分の周波数で作動し、９０度の位相シフトにより分離されている。この種のＩＱ信号発生器３１０に対するＩ及びＱの位相分離が、入力クロック負荷サイクル及びマスターラッチ３２２とスレーブラッチ３４４間の構成要素不整合(component mismatches)に直接関連していることに注意されたい。本発明を説明するために、入力クロック２１８は、固定の５０：５０の負荷サイクルを有することを仮定している。
【００２４】
図３のＩＱ信号発生器３１０は、通常は、Ｉ信号２６６がＱ信号２８８に対して９０度進んでいるＩＱ信号を生成することになる。しかし、Ｉ及びＱが反転している場合、ＱはＩに対して９０度進む。平衡したＩ及びＱ信号経路を有することは重要であり、従って、単に直交信号の一方を反転することは、ＩＱ整合の意味では最適な解決方法ではない。１つの可能な代替方法を図５の実施形態に関連して以下に更に説明する。
【００２５】
ここで図５を参照すると、スワップ機能を有するＩＱ信号発生器５１０の一実施形態に関する概略図が示されている。ある実施形態では、図５のＩＱ信号発生器５１０は、図２に示すＩＱ信号発生器２２２に対応するであろう。図５の図は、例示の目的のために示されており、代替実施形態では、図５の実施形態に関連して説明されるこれらの構成要素及び機能性のあるものに加えて又はその代わりの構成要素及び機能性を実施することができる。
【００２６】
図５の実施形態のある要素は、図３の実施形態と同一の番号が付けられた要素（例えば、マスターラッチ３２２及びスレーブラッチ３４４）の機能と同一であるか又は類似の基本的作動機能を有する。更に、図５の実施形態は、それぞれがマルチプレクサとして機能する２つのセレクタ５２２及び５４４を含み、セレクタスワップ入力Ｓが活動化(activate)又は非活動化(deactivate)されているかに応じて、セレクタ入力Ａ又はセレクタ入力Ｂのいずれかから選択されたセレクタ出力Ｏを供給する。
【００２７】
図５の実施形態では、マスター出力Ｑ１は、Ｉ信号出力２６６に対して、スレーブ出力Ｑ２がＱ信号出力２８８に対するのと同じ負荷及び経路を有する。スワップ信号（ＳＷＡＰ）２４４が有効にされると、マスター出力Ｑ１は、Ｑ信号出力２８８に経路指定され、スレーブ出力Ｑ１は、Ｉ信号出力２６６に経路指定される。ここでもまた、信号経路は同一である。この解決方法は、ＩＱ不整合が、今度は、ＣＬＫ２１８の負荷サイクル誤差と、マスターラッチ３２２及びスレーブラッチ３４４の構成要素整合誤差(component matching errors)と、セレクタ５２２とセレクタ５４４間の構成要素整合誤差とに依存すること以外は満足できるものである。２つのセレクタ出力であるＩ及びＱのタイミングを再設定する(re-time)ために２つのマスター−スレーブフリップフロップを付加することは、１つの可能な解決方法である。しかし、フリップフロップの付加は、これらが、ＩＱ信号周波数の２倍の周波数である入力クロック周波数でクロック制御されることから、かなりのものと成り得る更なる電力を消費するであろう。
【００２８】
ここで図６を参照すると、本発明の一実施形態による図５のＩＱ信号発生器５１０のある機能を示す例示的タイミング図が示されている。図６の図は、例示の目的のために示されている。代替実施形態では、図６の実施形態に関連して説明されるこれらの波形、タイミング関係、及び機能性のあるものに加えて又はその代わりの波形、タイミング関係、及び機能性を容易に利用することができる。
【００２９】
図６の実施形態では、Ｉ信号２６６及びＱ信号２８８は、クロック信号（ＣＬＫ）２１８の半分の周波数で作動し、９０度の位相シフトにより分離されている。図６の実施形態では、スワップ信号２４４は、最初は無効にされており、Ｉ信号２６６が、Ｑ信号２８８に対して、それぞれの立ち上がりエッジ６２２及び６４４において進んでいることを示している。時刻６６６において、スワップ信号２４４が活動化され、それぞれの立ち上がりエッジ６８８及び６９０に示されるように、ＩＱスワップ機能がトリガされ、Ｑ信号２８８がＩ信号２６６に対して進む。
【００３０】
ここで図７を参照すると、本発明によるスワップ機能を有するＩＱ信号発生器７１０の第１の実施形態に関する概略図が示されている。ある実施形態では、図７のＩＱ信号発生器７１０は、図２に示されているＩＱ信号発生器２２２に対応するであろう。更に、図７の実施形態のある要素は、図５の実施形態と同一に付番された要素（例えば、マスターラッチ３２２、スレーブラッチ３４４、セレクタ５２２、及びセレクタ５４４）の機能と同一であるか又は類似の基本的作動機能を有することができる。図７の図は、例示の目的で示されており、代替実施形態では、本発明は、図７の実施形態に関連して説明されるこれらの構成要素及び機能のあるものに加えて又はその代わりの構成要素及び機能を実施することができる。
【００３１】
図７の実施形態では、マスターラッチ３２２は、マスタークロック入力Ｃ１においてクロック信号（ＣＬＫ）２１８を受信し、スレーブラッチ３４４は、スレーブクロック入力Ｃ２において反転クロック信号２１８を受信する。マスターラッチ３２２のマスター出力Ｑ１は、いかなる介在する電子回路もなしにＩ信号２６６として混合器３２０（図２）に直接供給される。マスターラッチ３２２のマスター出力Ｑ１はまた、マスターセレクタ５２２のマスターセレクタ入力Ａ１に供給され、マスターラッチ３２２の反転マスター出力ＱＢ１は、マスターセレクタ５２２のマスターセレクタ入力Ｂ１に供給される。マスターラッチ出力Ｏ１は、スレーブラッチ３４４のスレーブ入力Ｄ２に供給される。
【００３２】
図７の実施形態では、スレーブラッチ３４４のスレーブ出力Ｑ２は、いかなる介在する電子回路もなしにＱ信号２８８として混合器３２０（図２）に直接供給される。スレーブラッチ３４４のスレーブ出力Ｑ２はまた、スレーブセレクタ５４４のスレーブセレクタ入力Ａ２に供給され、スレーブラッチ３４４の反転スレーブ出力ＱＢ２は、スレーブセレクタ５４４のスレーブセレクタ入力Ｂ２に供給される。スレーブラッチ出力Ｏ２は、フィードバックループを通じてマスターラッチ３２２のマスター入力Ｄ１に供給される。
【００３３】
図７の実施形態では、マスターセレクタ５２２は、マスターセレクタスワップ入力Ｓ１においてスワップ信号（ＳＷＡＰ）２４４を受信し、スレーブセレクタ５４４は、スレーブセレクタスワップ入力Ｓ２において反転スワップ信号（ＳＷＡＰ）２４４を受信する。セレクタ５２２及び５４４は、セレクタスワップ信号Ｓ２４４が活動化又は非活動化されているかに応じてセレクタ入力Ａ又はセレクタ入力Ｂのいずれかから選択される対応するセレクタ出力Ｏを供給するマルチプレクサとして機能する。しかし、スワップ信号２４４は、スレーブセレクタ５４４に対して反転されているので、スレーブセレクタ５４４は、マスターセレクタ５２２に対して反対の（反転した）セレクタ入力を選択する。
【００３４】
図７の実施形態では、スワップ信号２４４が無効にされている場合、Ｉ信号２６６は、Ｑ信号に対して９０度進む。マスター出力Ｑ１は、スレーブ入力Ｄ２に供給され、スレーブ出力ＱＢ２は、マスター入力Ｄ１にループで戻される。逆に、スワップ信号が有効にされると、Ｉ信号２６６は、９０度Ｑ信号から遅れる。マスター出力ＱＢ１は、スレーブ入力Ｄ２に供給され、スレーブ出力Ｑ２は、マスター入力Ｄ１にループで戻される。従って、マスターセレクタ５２２は、マスターラッチ３２２とスレーブラッチ３４４の間にカスケード構成で挿入され、スレーブセレクタ５４４は、スレーブラッチ３４４とマスターラッチ３２２の間にカスケード構成を使用してフィードバックループに挿入される。更に、マスターラッチ３２２は、マスターセレクタ５２２又はいかなる他の回路の介在もなしにＩ信号２６６を混合器２３０（図２）に直接供給する。同様に、スレーブラッチ３４４は、スリーブセレクタ５４４又はいかなる他の回路の介在もなしにＱ信号２８８を混合器２３０（図２）に直接供給する。
【００３５】
図７の実施形態では、１／２分周機能は、マスターラッチ３２２のマスター出力Ｑ１が反転され、スレーブラッチ３４４を通じてラッチされ、そしてマスターラッチ３２２のマスター入力Ｄ１にフィードバックされるマスター−スレーブアーキテクチャを利用して実現される。しかしながら、マスター入力Ｄ１及びスレーブ入力Ｄ２を駆動する付加回路（セレクタ５２２及び５４４）は、スワップ信号（ＳＷＡＰ）２４４の極性に応じてＤ入力を反転し、又は反転しないことになる。ＳＷＡＰがＨＩＧＨであってもＬＯＷであっても、１／２分周機能に必要とされる反転は維持される。Ｉ信号及びＱ信号は、それぞれマスター出力Ｑ１及びスレーブ出力Ｑ２から直接取り出される。Ｉ及びＱの波形タイミングは、入力ＣＬＫ信号２１８により決定され、Ｉ信号２６６及びＱ信号２８８の相対的位相は、ＳＷＡＰ信号２４４を通じて制御される。従って、本発明は、付加回路の構成要素及び配置不整合に対する敏感さと、マスター−スレーブフリップフロップそれ自体内にＩＱスワップ機能を組み込むことによりそれに続くタイミング再設定によって使用されるあらゆる更なる電力とを克服する。
【００３６】
ここで図８を参照すると、本発明の一実施形態による図７のＩＱ信号発生器７１０のある機能を示す例示的タイミング図が示されている。図７は、例示の目的で示されている。代替実施形態では、図７の実施形態に関連して説明されるこれらの波形、タイミング関係、及び機能性のあるものに加えて又はその代わりの波形、タイミング関係、及び機能性を容易に利用することができる。
【００３７】
図８の実施形態では、Ｉ信号２６６及びＱ信号２８８は、クロック信号（ＣＬＫ）２１８の半分の周波数で作動し、９０度の位相シフトにより分離されている。図８の実施形態では、スワップ信号２４４は、最初に無効にされており、Ｉ信号２６６が、Ｑ信号２８８に対して、それぞれの立ち上がりエッジ８２２及び８４４において進んでいることを示している。時刻８６６において、スワップ信号２４４が活動化され、ＩＱスワップ機能がトリガされて、それぞれの立ち上がりエッジ８２２及び８４４で示すようにＱ信号２８８がＩ信号２６６に対して進む。
【００３８】
ここで図９を参照すると、スワップ機能を有するＩＱ信号発生器の第２の実施形態に関する概略図が示されている。ある実施形態では、図９のＩＱ信号発生器９１０は、図２に示されているＩＱ信号発生器２２２に対応するであろう。図９の図は、例示の目的のために示されており、代替実施形態では、本発明は、図９の実施形態に関連して説明されるこれらの構成要素及び機能性のあるものに加えて又はその代わりの構成要素及び機能性を実施することができる。
【００３９】
図９の実施形態は、マスターセレクタ５２２が、マスター排他的ＮＯＲゲート９２２で置換され、かつスレーブセレクタ５４４が、スレーブ排他的ＮＯＲゲート９４４で置換されることを除いて、上述の図７の実施形態に類似している。更に、マスター出力ＱＢ１及びスレーブ出力ＱＢ２は接続されていない。この代わりに、マスター出力Ｑ１及びスレーブ出力Ｑ２は、それぞれ、マスター排他的ＮＯＲゲート９２２及びスレーブ排他的ＮＯＲゲート９４４の第１の入力に接続される。マスター排他的ＮＯＲゲート９２２の第２の入力は、スワップ信号２４４を受信し、スレーブ排他的ＮＯＲゲート９４４の第２の入力は、スワップ信号２４４の反転されたものを受信する。ある実施形態では、ＩＱ信号発生器９１０のタイミング特性は、図８のタイミング図中に上述のように表現されたそれらのタイミング特性と同じか又は類似している。
【００４０】
ここで図１０を参照すると、差動ラッチ１０１０の一実施形態に関する概略図が示されている。図１０の図は、例示の目的のために示されており、代替実施形態では、差動ラッチは、図１０の実施形態に関連して説明されるこれらの構成要素及び機能性のあるものに加えて又はその代わりの構成要素及び機能性を実施することができる。
図１０の実施形態では、基本差動ラッチ１０１０は、カレントモードロジック（ＣＭＬ）技術を利用して実施される。図１０の実施形態では、差動ラッチ１０１０は、相補トランジスタ対を利用して、ラッチ出力Ｑ及び反転ラッチ出力ＱＢを発生させるために相補入力信号対を受信する。ラッチ出力Ｑは、図７の実施形態のマスター出力Ｑ１又はスレーブ出力Ｑ２に類似する。同様に、ラッチ出力ＱＢは、図７の実施形態のスレーブ出力ＱＢ１又はスレーブ出力ＱＢ２に類似する。相補入力信号対は、反転信号対として実施される。２つの差動ラッチ１０１０は、カスケード接続にすることができ、図３のＩＱ信号発生器３１０に実質的に同等である電気回路を形成する。
【００４１】
図１０の実施形態では、差動ラッチ１０１０は、データトランジスタ対（トランジスタＴ１及びＴ２）、ラッチトランジスタ対（トランジスタＴ３及びＴ４）、及びクロックトランジスタ対（トランジスタＴ５及びＴ６）を含む。従って、図１０の実施形態では、ＣＭＬ１／２分周機能は、２つの差動ラッチ１０１０（クロック信号（ＣＬＫ）の逆相でクロック制御されるスレーブラッチが後置されたマスターラッチ）をカスケード接続することにより実現することができる。ある実施形態では、カスケード接続した２つの差動ラッチ１０１０によって生成されるＩＱ信号発生器のタイミング特性は、図４のタイミング図中で上述のように表現されたそれらのタイミング特性と同じであるか又は類似している。
【００４２】
ここで図１１を参照すると、本発明により差動ラッチの第１の実施形態１１１０に関する概略図が示されている。図１１の図は、例示の目的のために示されており、代替実施形態では、本発明は、図１１の実施形態に関連して説明されるこれらの構成要素及び機能性のあるものに加えて又はその代わりの構成要素及び機能性を実施することができる。
【００４３】
図１１の実施形態では、差動ラッチ１１１０は、カレントモードロジック（ＣＭＬ）技術を利用して実施される。図１１の実施形態では、差動ラッチ１１１０は、相補トランジスタ対を利用して、ラッチ出力Ｑ及び反転ラッチ出力ＱＢを発生させるために相補入力信号対を受信する。ラッチ出力Ｑは、図７の実施形態のマスター出力Ｑ１又はスレーブ出力Ｑ２に類似する。同様に、ラッチ出力ＱＢは、図７の実施形態のマスター出力ＱＢ１又はスレーブ出力ＱＢ２に類似する。相補入力信号対は、反転信号対（Ｄ／ＤＢ、ＳＷＡＰ／ＳＷＡＰＢ、及びＣＬＫ／ＣＬＫＢ）として実施される。２つの差動ラッチ１１１０は、カスケード接続にすることができ、図７のＩＱ信号発生器７１０に実質的に同等である電気回路を形成する。
【００４４】
図１１の実施形態では、差動ラッチ１１１０は、データトランジスタ対（トランジスタＴ１及びＴ２）、ラッチトランジスタ対（トランジスタＴ３及びＴ４）、クロックトランジスタ対（トランジスタＴ５及びＴ６）、スワップトランジスタ対（Ｔ７及びＴ８）、及び反転データトランジスタ対（Ｔ９及びＴ１０）を含む。従って、図１１の実施形態では、ＣＭＬ１／２分周機能は、２つの差動ラッチ１１１０（クロック信号（ＣＬＫ）の逆相でクロック制御されるスレーブラッチが後置されたマスターラッチ）をカスケード接続することにより実現することができる。
【００４５】
図１１の実施形態では、差動ラッチ１１１０は、スワップ機能を組み込んでいる。この場合、「Ｄ」入力トランジスタの２つの対（データ対及び反転データ対）は、Ｑ及びＱＢラッチ出力に接続される。「Ｄ」入力の一方の組は、他方の組に対して反転されている。「Ｄ」入力の選択は、上側の「Ｄ」トランジスタと下側の「ＣＬＫ」の間のトランジスタ「スタック(stack)」中に組み込まれているスワップトランジスタ対によって実現される。ある実施形態では、カスケード接続の２つの差動ラッチ１１１０によって生成されるＩＱ信号発生器のタイミング特性は、図８のタイミング図中で上述のように表現されたそれらのタイミング特性と同じであるか又は類似する。
【００４６】
ここで図１２を参照すると、本発明による差動ラッチの第２の実施形態１２１０に関する概略図が示されている。図１２の図は、例示の目的のために示されており、代替実施形態では、本発明は、図１２の実施形態に関連して説明されるこれらの構成要素及び機能性のあるものに加えて又はその代わりの構成要素及び機能性を実施することができる。
【００４７】
図１２の実施形態では、差動ラッチ１２１０は、カレントモードロジック（ＣＭＬ）技術を利用して実施される。図１２の実施形態では、差動ラッチ１２１０は、相補トランジスタ対を利用して、ラッチ出力Ｑ及び反転ラッチ出力ＱＢを発生させるために相補入力信号対を受信する。ラッチ出力Ｑは、図７の実施形態のマスター出力Ｑ１又はスレーブ出力Ｑ２に類似する。同様に、ラッチ出力ＱＢは、図７の実施形態のマスター出力ＱＢ１又はスレーブ出力ＱＢ２に類似する。相補入力信号対は、反転信号対（Ｄ／ＤＢ及びＣＬＫ／ＣＬＫＢ）として実施される。更に、差動ラッチ１２１０は、スワップ機能を制御するためのＶＢＩＡＳ信号を含む。２つの差動ラッチ１２１０は、カスケード接続にすることができ、図７のＩＱ信号発生器７１０に実質的に同等である電気回路を形成する。
【００４８】
図１２の実施形態では、差動ラッチ１２１０は、データトランジスタ対（トランジスタＴ１及びＴ２）、ラッチトランジスタ対（トランジスタＴ３及びＴ４）、クロックトランジスタ対（トランジスタＴ５及びＴ６）、第２のクロックトランジスタ対（Ｔ７及びＴ８）、及び反転データトランジスタ対（Ｔ９及びＴ１０）を含む。図１２の実施形態では、ＶＢＩＡＳ信号は、スワップ機能モードを有効又は無効にするために、スワップ電流源１２１２又は反転スワップ電流源１２１４のいずれかを選択的に活動化する。従って、図１２の実施形態では、ＣＭＬ１／２分周機能は、２つの差動ラッチ１２１０（クロック信号（ＣＬＫ）の逆相でクロック制御されるスレーブラッチが後置されたマスターラッチ）をカスケード接続することにより実現することができる。
【００４９】
従って、図１２の実施形態では、差動ラッチ１２１０は、スワップ機能を好都合に組み込んでいる。この場合、「Ｄ」入力トランジスタの２つの対は、Ｑ及びＱＢ出力に接続される。「Ｄ」入力の一方の対は、他方の対に対して反転されている。「Ｄ」入力の選択は、電流源「ＳＷＡＰ」１２１２又は電流源「ＳＷＡＰＢ」１２１４のいずれかを有効にするスワップスイッチによって実現される。ある実施形態では、２つの差動ラッチ１２１０をカスケード接続することによって生成されるＩＱ信号発生器のタイミング特性は、図８のタイミング図中で上述のように表現されたそれらのタイミング特性と同じであるか又は類似する。
【００５０】
ここで図１３を参照すると、本発明により差動ラッチの第３の実施形態１３１０に関する概略図が示されている。図１３の図は、例示の目的のために示されており、代替実施形態では、本発明は、図１３の実施形態に関連して説明されるこれらの構成要素及び機能性のあるものに加えて又はその代わりの構成要素及び機能性を実施することができる。
図１３の実施形態では、差動ラッチ１３１０は、カレントモードロジック（ＣＭＬ）技術を利用して実施される。図１３の実施形態では、差動ラッチ１３１０は、相補トランジスタ対を利用して、ラッチ出力Ｑ及び反転ラッチ出力ＱＢを発生させるために相補入力信号対を受信する。ラッチ出力Ｑは、図７の実施形態のマスター出力Ｑ１又はスレーブ出力Ｑ２に類似する。同様に、ラッチ出力ＱＢは、図７の実施形態のマスター出力ＱＢ１又はスレーブ出力ＱＢ２に類似する。相補入力信号対は、反転信号対（Ｄ／ＤＢ、ＣＬＫ／ＣＬＫＢ、及びＳＷＡＰ／ＳＷＡＰＢ）として実施される。２つの差動ラッチ１３１０は、カスケード接続にすることができ、図７のＩＱ信号発生器７１０に実質的に同等である電気回路を形成する。
【００５１】
図１３の実施形態では、差動ラッチ１３１０は、単一データトランジスタ対（トランジスタＴ１及びＴ２）、ラッチトランジスタ対（トランジスタＴ３及びＴ４）、及びクロックトランジスタ対（トランジスタＴ５及びＴ６）を含む。差動ラッチ１３１０はまた、ＳＷＡＰ及びＳＷＡＰＢ信号によって選択的に活動化される２対のカスケードトランジスタを含む。例えば、ＳＷＡＰ信号を活動化して、Ｔ１３を通じてＱ出力までＤ入力を通過させ、同じくＴ１４を通じてＱＢ出力までＤＢ入力を通過させることもできる。代替的に、ＳＷＡＰＢ信号を活動化して、Ｔ１２を通じてＱＢ出力までＤ入力を通過させ、同じくトランジスタＴ１１を通じてＱ出力までＤＢ入力を通過させることもできる。
【００５２】
従って、図１３の実施形態では、ＣＭＬ１／２分周機能は、２つの差動ラッチ１３１０（クロック信号（ＣＬＫ）の逆相でクロック制御されるスレーブラッチが後置されたマスターラッチ）をカスケード接続することにより実現することができる。
【００５３】
従って、図１３の実施形態では、差動ラッチ１３１０は、スワップ機能を好都合に組み込んでいる。この場合、「Ｄ」トランジスタは、２対のカスケードトランジスタを通じてＱ及びＱＢ出力に接続される。ＳＷＡＰのＨＩＧＨは、Ｑ及びＱＢ出力に反転データを提供し、一方、ＳＷＡＰのＬＯＷは、Ｑ及びＱＢ出力に反転されていないデータを提供する。ある実施形態では、２つの差動ラッチ１３１０をカスケード接続することによって生成されるＩＱ信号発生器のタイミング特性は、図８のタイミング図中で上述のように表現されたそれらのタイミング特性と同じであるか又は類似する。図１１、１２、及び１３の全ての上述のＣＭＬラッチ実施形態では、スワップ機能を組み込むために更なる電力は使用されない。従って、これらの差動ラッチの２つをマスター／スレーブ組合せとしてカスケード接続することは、自己タイミング再設定スワップ機能を有する改良された１／２分周ＩＱ信号発生器を提供する。
【００５４】
以上、本発明をある実施形態を参照して説明した。他の実施形態についても、本発明の開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。例えば、本発明は、上述の実施形態に説明したもの以外の構成及び技術を使用して容易に実施することができる。更に、本発明は、上記以外のシステムと共に有効に使用することができるであろう。従って、本発明は、説明した実施形態に関するこれら及び他の変形を包含し、本発明は特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態によるデータ伝送システムのブロック図である。
【図２】本発明による図１の受信機の一実施形態に関するブロック図である。
【図３】ＩＱ信号発生器の一実施形態の概略図である。
【図４】図３のＩＱ信号発生器のある機能を示す例示的タイミング図である。
【図５】スワップ機能を有するＩＱ信号発生器の一実施形態に関する概略図である。
【図６】図５のＩＱ信号発生器のある機能を示す例示的タイミング図である。
【図７】本発明によるスワップ機能を有するＩＱ信号発生器の第１の実施形態に関する概略図である。
【図８】図７のＩＱ信号発生器のある機能を示す例示的タイミング図である。
【図９】本発明によるスワップ機能を有するＩＱ信号発生器の第２の実施形態に関する概略図である。
【図１０】差動ラッチの一実施形態に関する概略図である。
【図１１】本発明による差動ラッチの第１の実施形態に関する概略図である。
【図１２】本発明による差動ラッチの第２の実施形態に関する概略図である。
【図１３】本発明による差動ラッチの第３の実施形態に関する概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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